a) Sự ăn mònthép cabon
1.3.2.Cơ chế hoạt động của chất ức chế ăn mòn kim loạ
Tùy theo bản chất quá trình gây ức chếăn mòn kim loại mà cơ chế hoạt động của chất ức chế thường được chia hai loại [3,22,23]:
Tác động hấp phụ của chất ức chế trên bề mặt kim loại.
Hấp phụ là quá trình tích lũy chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ. Tùy theo bản chất liên kết giữa chất bị hấp phụ (CBHP) và chất hấp phụ (CHP) mà người ta chia ra hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Hấp phụ vật lý là quá trình hấp phụ mà bản chất liên kết giữa CHB và CBHP là lực vật lý, chủ yếu mang bản chất tĩnh điện giữa hai điện cực trái dấu hút nhau, lực liên kết yếu, mang tính thuận nghịch và giảm khi nhiệt độ tăng; năng lượng tự do quá trình hấp phụ thường nhỏ
( ∆Go ≤ 20kJ/mol); sự hấp phụ có thể là đơn lớp hoặc đa lớp. Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ mà giữa CHP và CBHP có xu hướng hình thành liên kết hóa
học, do đó không có tính thuận nghịch, thường tăng khi nhiệt độ tăng, năng lượng tự do quá trình hấp phụ thường lớn, ( ∆Go ≥ 40kJ/mol); sự hấp phụ thường là
đơn lớp [8].
Trong ức chếăn mòn, lượng chất ức chế hấp phụ lên bề mặt kim loại thường không lớn do lượng chất ức chế chỉ sử dụng với lượng nhỏ. Do đó, khi hấp phụ lên trên bề mặt kim loại, giữa chất ức chế và kim loại phải tạo được liên kết bền, sao cho chất ức chế tạo thành một lớp đơn phân tử trên bề mặt kim loại cần bảo vệ. Trong một số trường hợp có thể tạo thành lớp kép. Lớp chất hấp phụ này che phủ
bề mặt, cản trở sự tấn công của tác nhân ăn mòn và/hoặc cản trở quá trình khuếch tán sản phẩm ăn mòn (ion kim loại) ra khỏi bề mặt kim loại dẫn tới giảm hòa tan kim loại chứ không tham gia vào các phản ứng của quá trình ăn mòn, không làm thay đổi cơ chế quá trình ăn mòn. Các phân tửức chế hấp phụ hoá học không thuận nghịch có hiệu quảức chế thường cao hơn so với hấp phụ vật lí [21-23].
Hình 1.2: Mô hình quá trình hấp phụ [23]
Tác dụng của chất ức chế lên phản ứng của điện cực:
Chất ức chế khi đưa vào môi trường làm việc có mặt kim loại thì sẽ xảy ra tương tác giữa giữ chất ức chế với kim loại. Quá trình làm giảm tốc độăn mòn có thể do những nguyên nhân sau:
+ Chất ức chế làm tăng thế phân cực anot hay catot.
+ Chất ức chế gây giảm tốc độ khuếch tán ion tới bề mặt kim loại. + Chất ức chế làm tăng điện trở của bề mặt kim loại.
Các chất ức chế này có thể tham gia vào quá trình phản ứng làm thay đổi cơ
chế ăn mòn của vật liệu trong môi trường xác định. Tùy theo vùng tác động khác nhau mà chất ức chế có thể được chia thành chất ức chế anot (hạn chế phản ứng anot), chất ức chế catot (hạn chế phản ứng catot), chất ức chế hỗn hợp (hạn chế cả
phản ứng anot và phản ứng catot).
Về mặt bản chất, chất ức chế chống ăn mòn dù là chất ức chế anot, catot hay hỗn hợp anot-catot đều do sự hấp phụ của chúng lên bề mặt kim loại, làm thay đổi
động học của các phản ứng điện cực, do đó tác động lên động học của quá trình ăn mòn. Như vậy, trong thành phần của chất ức chế phải có các nhóm chức có khả
năng hấp phụ lên bề mặt kim loại làm thay đổi quá trình điện hóa.